Efektywne metody usuwania pochodnych bromków z ozonowanej wody

• Autorzy: Muszyński, M. , Wąsowski, J.

Warianty tytułu

EN

Effective methods of bromate removal from ozonated water

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ozonowanie wód zawierających bromki prowadzi do powstawania bromowych produktów utleniania chemicznego, które stanowią potencjalne zagrożenie dla zdrowia ludzi. Do tej grupy związków zalicza się bromiany, które tworzą się w trakcie reakcji bromków z ozonem w wodach o niskiej zawartości rozpuszczonego węgla organicznego. W artykule przedstawiono efektywne działania technologiczne, które można podjąć aby obniżyć tzw. potencjał tworzenia bromianów, jak również omówiono skuteczne metody pozwalające na usuwanie bromianów z wody po ozonowaniu do granic określonych w obowiązujących przepisach prawnych dotyczących jakości wody przeznaczonej do spożycia. W tym aspekcie w artykule opisano takie metody jak: wymianę jonową, ozonowanie połączone z dozowaniem do wody nadtlenku wodoru, adsorpcję, redukcję chemiczną przy użyciu żelaza zerowartościowego, dializę Donnana oraz redukcję biologiczną w bioreaktorze membranowym.

EN

Ozonation of bromide-containing water causes formation of brominated by-products of chemical oxidation, which are potentially dangerous for human health. This group of chemical compounds includes bromates, which form during the reaction of bromide and ozone in water with low dissolved organic carbon concentration. This article presents effective technological actions, which could be used in order to minimize the potential of bromate formation, as well as methods allowing to remove already formed bromates after ozonation under the acceptable level from water intended for human consumption. In this regard, in this article there are described following methods: ion exchange, hydrogen peroxide addition during ozonation, adsorption, chemical reduction with zero-valent iron, Donnan dialysis and biological reduction in membrane bioreactor.

Słowa kluczowe

PL

bromki i bromiany w wodzie; potencjał tworzenia bromianów; metody usuwania bromków i bromianów z wody

EN

bromide and bromate in water; potential of bromate formation; methods of bromide and bromate removal from water

• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 2
• Strony: 52--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 42 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Muszyński, M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Środowiska, ul. Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa

autor

Wąsowski, J.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Środowiska, ul. Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa,

Bibliografia

• [1] Amy G.L., M.S. Siddiqui. 1999. “Strategies to control bromate and bromide”. AWWA Research Foundation.
• [2] Asami M., T. Aizawa, T. Morioka, W. Nishijima, A. Tabata, Y Magara. 1997. “Bromate removal during transition from new granular activated carbon (GAC) to biological activated carbon (BAC)”. Water Research, 33, s. 2797-2804.
• [3] Bhatnagar A., Y.H. Choi, Y.J. Yoon., Y. Shin., B.H. Joen., J.W. Kang. 2009. “Bromate removal from water by granular ferric hydroxide (GFH)”. Journal of Hazardous Materials, 170, s. 134-140.
• [4] Biń A.K, W. Możaryn. 1999. „Problem bromianów - współczesny stan badań oraz modyfikacje technologii uzdatniania wody do picia”. Ochrona środowiska, nr 3, s. 49-55.
• [5] Bodzek M., K. Konieczny. 2011. „Usuwanie zanieczyszczeń nieorganicznych ze środowiska wodnego metodami membranowymi: Usuwanie bromianów(V)”. Seidel Przywecki, Warszawa, s. 280-293.
• [6] Boyer T.H., P.C. Singer. 2005. “Bench-scale testing of a magnetic ion exchange resin for removal of disinfection by-product precursors”. Water Research, 39, s. 1265-1276.
• [7] Boyer T.H., P.C. Singer. 2005. “Bench-scale testing of a magnetic ion exchange resin for removal of disifection by-product precursors”. Water Research, 39, 1265-1276.
• [8] Butler R., A. Godley, L. Lytton, E. Cartmell. 2005. “Bromate Environmental Contamination: Review of Impact and Possible Treatment”. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 35, s. 193-217.
• [9] Chitrakar R., Y. Makita, A. Sonoda, T. Hirotsu. 2011. “Fe-Al layered double hydroxides in bromate reduction: Synthesis and reactivity”. Journal of Colloid and Interface Science, 354, s. 798-803.
• [10] Croue J.P., B.K. Koudjonou, B. Legube. 1996. “Parameters affecting the formation of bromate during ozonation,” Ozone: Science & Engineering: The Journal of the International Ozone Association, vol. 18, s. 1-18.
• [11] Daniel P.A., M.A. Zafer, P.F. Meyerhofer. 1993. “Bromate control: water quality, engineering and operational considerations”. International Workshop on Bromate and Water Treatment, IWSA, s. 191-197, Paris.
• [12] Galey C., J. Sohn, G. Amy, J. Cavard. 1997. “Modelling bromate formation at the full scale: A comparision of three ozonation plants”. American Works Association Water Quality and Technology, Conference, Denver, November.
• [13] Ge F., H. Shu, Y. Dai. 2007. “Removal of bromide by aluminium chloride coagulant in the presence of humic acid”. Journal of Hazardous Materials, 147, s. 457-462.
• [14] Ge F., L. Zhu. 2008. “Effects of coexisting anions on removal of bromide in drinking water by coagulation”. Journal of Hazardous Materials, 151, s. 676-681.
• [15] Gramith K. 2003. “Characteristics of Full-Scale MF/UF Plants, In Proc. of the 2003 AWWA Water Quality Technology Conference, Philadelphia.
• [16] Haag W.R., J. Hoigne. 1993. “Bromate formation during ozonation of bromide containing water”. In Poceedings 11th Ozone World Congress S. 9.42 - S.9.49, San Francisco.
• [17] Hijnen W.A.M., R. Voogt, H.R. Veenendaal, H. van der Jagt D. van der Kooij. 1995. “Bromate Reduction by Denitrifying Bacteria”. Applied and Environmental Microbiology, 61, s. 239-244.
• [18] Hofmann R., R.C. Andrews. 2006. “Impact of H202 and (bi)carbonate alkalinity on ammonia inhibition of bromate formation” Water Research 40, s. 3343-3348.
• [19] Hsu S., P.C. Singer. 2010. “Removal of bromide and natural organic matter by anion exchange”. Water Research, 44, 2133-2140.
• [20] Johnson C.J., P.C. Singer. 2004. “Impact of a magnetic ion exchange resin on ozone demand and bromate formation during drinking water treatment”. Water Research, 38, 3738-3750.
• [21] Kabsch-Korbutowicz M., A. Kozak, B. Krupińska. 2008. “Ion exchange - ultrafiltration integrated process as a useful method in removing natural organic matter from water”. Environment Protection Engineering, Vol. 34, No. 2, s. 79-93.
• [22] Koudjonou B.K.D. 1996. “Etude des conditions de formation des ions bromate lors de l’ozonation des eaux contenant des ions bromure. Ph.D. thesis, Universite de Poitiers.
• [23] Kristiana I., C. Joll, A. Heitz. 2011. “Powdered activated carbon coupled with enhanced coagulation for natural organic matter removal and disinfection by-product control: Application in a Western Australian water treatment plant”. Chemosphere, 83, s, 661-667.
• [24] Łakomska S. 2012. „Usuwanie jonów bromkowych i bromianowych z wody z wykorzystaniem jonowymiennych procesów membranowych”. Rozprawa Doktorska, Politechnika Wrocławska.
• [25] Listiarini K., J. Tong Tor, D.D. Sun, J.O. Leckie. 2010. “Hybrid coagulation-nanofiltration membrane for removal of bromate and humic acid in water”. Journal of Membrane Science, 365, s. 154-159.
• [26] Matos C.T., S. Velizarow, M.M. Reis., J.G. Crespo. 2008. “Removal of bromate from drinking water using the ion exchange bioreactor concept”. Environmental Science Technology, 42, s. 7702-7708.
• [27] Myllynkagas T., T.K. Nissinen., J. Maki-Paakkanen, A. Hirvonen, T. Vartiainen. 2003 . “Bromide affecting drinking water mutagenicity”. Chemosphere, 53, s. 745-756.
• [28] Nawrocki J., S. Biłozor. 1996. „Bromopochodne uboczne produkty stosowania silnych utleniaczy w technologii wody”. Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna - „Zaopatrzenie w wodę miast i wsi”, Poznań, s. 419-439.
• [29] Olsińska U., A. Olsiński. 1995. „Wpływ sposobu dawkowania ozonu i nadtlenku wodoru na stężenie bromianów w wodzie”. Ochrona Środowiska, 4, s. 41-44.
• [30] Olsińska U., K. Kuś. 2001. „Znaczenie hydrodynamiki komór reakcji w procesie ozonowania wody”. Ochrona Środowiska, 2, s. 15-20.
• [31] Ozekin K., G. Amy. 1997. “Treshold levels for bromate formation in drinking water. Ozone”. Science and Engineering, 19 (4), 323-337.
• [32] Ozekin K. 1994. “Modeling bromate formation during ozonation and assessing its control”. Thesis (Ph.D.), University of Colorado.
• [33] Ozekin K. 1994. “Modelling bromate formation during ozonation and assessing its control”. Ph.D., University of Colorado, Boulder, USA.
• [34] Peldszus S., S.A. Andrews, R. Souza, F. Smith, I. Douglas, J. Bolton, P.M, Huck. 2004. “Effect of medium-pressure UV irradiation on bromate concentrations in drinking water, a pilot-scale study”. Water Research, 38, s. 211-217.
• [35] Prados-Ramirez M.J., N. Ciba, M.M. Bourbigot. 1993. “Available techniques for reducing bromate in drinking water”. International Workshop on Bromate and Water Treatment, IWSA, s. 69-78, Paris.
• [36] Sanchez-Polo M., J. Rivera-Utrilla, E. Salhi, U. von Gunten. 2007. “Agdoped carbon aerogels for removing halide ions in water treatment”. Water Research, 41, s. 1031-1037.
• [37] Sani B., E. Basile., L. Rossi, C. Lubello. 2009. “Magnetic ion exchange resin treatment for drinking water production. Journal of Water Supply”. Research and Technology - AQUA, Vol. 58, No. 1, s. 41-50.
• [38] Siddiqui M., W. Zhai, G. Amy, C. Mysore. 1996. “Bromate ion removal by activated carbon”. Water Research, 30, s. 1651-1660.
• [39] Song R. i in. 1996. “Modelling and risk analysis of bromate formation from ozonation of bromide-containing waters”. Wat. Sci. Tech., N 7-8.
• [40] Wiśniewski J.A., S. Kliber. 2009. „Usuwanie bromianów z roztworów wodnych w membranowym procesie wymiany anionowej”. Ochrona Środowiska, 31, s. 35-39.
• [41] Xie L., C. Shang. 2006. “Effects of copper and palladium on the reduction of bromate by Fe(0)”. Chemosphere, 62, s. 919-930.
• [42] Xie L., C. Shang. 2007. “The effects of operational parameters and common anions on the reactivity of zero-valent iron in bromate reduction”. Chemosphere, 66, s. 1652-1659.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2016.2.3